Elettromagnetismo – Pagina 49 – Punto 9

DOMANDA (studente) – Sapendo che le forze elettrostatiche tendono a spostare le cariche positive verso potenziale minore e le cariche negative verso potenziale maggiore non mi è chiaro questo. Se io ho un campo prodotto da un positrone, se muovo un elettrone nel senso del campo la sua energia potenziale aumenta (lavoro negativo della forza elettrica)… ma se io avessi avuto una carica positiva che viaggiava nel senso della freccia avrei avuto una diminuzione di potenziale (lavoro positivo)? Al contrario se ho un campo creato da un elettrone, muovo una carica positiva verso l’elettrone il mio potenziale diminuisce (lavoro positivo)?

RISPOSTA – Se lei muove il suo elettrone “nel senso del campo” prodotto dal positrone (quindi in allontanamento dal positrone) il lavoro della forza elettrostatica (che attrae l’elettrone verso il positrone) è negativo, e dunque l’energia potenziale dell’elettrone aumenta. Viceversa, se una carica positiva viaggia “nel senso della freccia” (nel senso cioè del campo prodotto dal positrone) la sua energia potenziale diminuisce (in misura pari al lavoro positivo compiuto dalla forza elettrostatica agente su di essa). Quanto al potenziale (che ovviamente è cosa diversa dall’energia potenziale), diminuisce sempre, in qualsiasi campo elettrico, se ci si sposta lungo una linea di campo nel senso della linea.
Se poi una carica positiva q si avvicina a un elettrone, lavoro positivo della forza elettrostatica e conseguente diminuzione dell’energia potenziale di q.

DOMANDA – Perché il potenziale diminuisce sempre se mi sposto lungo la linea di campo? Se io ho un elettrone che si allontana dal positrone (con aumento dell’energia potenziale) come fa il potenziale a diminuire se il potenziale si calcola facendo energia potenziale/carica dell’elettrone?

RISPOSTA – 1. Perchè una carica positiva q si sposta lungo una linea (del campo prodotto da altre cariche) nel senso stesso della linea, il lavoro L = EP’ – EP” = q(V’-V”) della forza elettrostatica è positivo, dunque deve essere V’ > V”.
2. Se un elettrone si allontana dal positrone la sua energia potenziale aumenta (lavoro negativo della forza elettostatica); questo aumento dell’EP diviso per una carica negativa (elettrone) dà un aumento negativo, cioè una diminuzione, del potenziale.

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